Γεννήτριες συγκόλλησης

Οι γεννήτριες συγκόλλησης αποτελούν μέρος των μετατροπέων συγκόλλησης και των μονάδων συγκόλλησης.

Ένας μετατροπέας συγκόλλησης περιέχει έναν τριφασικό ηλεκτροκινητήρα κίνησης, μια γεννήτρια συγκόλλησης συνεχούς ρεύματος και μια συσκευή ελέγχου ρεύματος συγκόλλησης.

Ένας συγκολλητής περιέχει έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, μια ηλεκτρική γεννήτρια συγκόλλησης συνεχούς ρεύματος και μια συσκευή ελέγχου ρεύματος συγκόλλησης.

Γεννήτριες συγκόλλησης Διαχωρίζονται με το σχεδιασμό πολλαπλής και βαλβίδας και από την αρχή λειτουργίας σε γεννήτριες που διεγείρονται με αυτοδιέγερση και ανεξάρτητα διεγερμένες.

Συλλεκτικές συγκολλημένες γεννήτριες με ανεξάρτητη διέγερση που χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς συγκόλλησης, των οποίων η παραγωγή στη χώρα μας διακόπηκε τη δεκαετία του '90 του 20ού αιώνα, αλλά εξακολουθούν να λειτουργούν σε ορισμένους οργανισμούς.

Άλλοι τύποι γεννητριών αποτελούν σήμερα μέρος των μηχανών συγκόλλησης.

Συλλεκτικές γεννήτριες για συγκόλληση

Οι γεννήτριες συλλεκτών είναι μηχανές συνεχούς ρεύματος που περιέχουν έναν στάτορα με μαγνητικούς πόλους και περιελίξεις και έναν ρότορα με περιελίξεις των οποίων τα άκρα οδηγούν στις πλάκες συλλέκτη.

Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, οι στροφές της περιέλιξης του διασχίζουν τις γραμμές δύναμης του μαγνητικού πεδίου και σε αυτές EMF που προκαλείται.

Οι βούρτσες γραφίτη κάνουν κινητή επαφή με τις πλάκες συλλέκτη. Οι βούρτσες του μηχανήματος βρίσκονται στον ηλεκτρικό (γεωμετρικό) ουδέτερο του συλλέκτη, όπου το EMF στις στροφές αλλάζει κατεύθυνση. Εάν μετακινήσετε τις βούρτσες από το ουδέτερο, η τάση της γεννήτριας θα μειωθεί και η εναλλαγή των πηνίων θα γίνει υπό τάση, η οποία σε γεννήτριες συγκόλλησης υπό φορτίο θα προκαλέσει πολύ γρήγορα τήξη του συλλέκτη από ηλεκτρικό τόξο.

Το EMF στις βούρτσες της γεννήτριας συγκόλλησης είναι ανάλογο μαγνητική ροήπου δημιουργείται από τους μαγνητικούς πόλους E2 = cF, όπου F είναι η μαγνητική ροή. c είναι η σταθερά της γεννήτριας, που καθορίζεται από το σχεδιασμό της και ανάλογα με τον αριθμό των ζευγών πόλων, τον αριθμό των στροφών στην περιέλιξη του οπλισμού, την ταχύτητα περιστροφής του οπλισμού.

Τάση εξόδου της γεννήτριας υπό φορτίο U2 = E2 — JсвRr, όπου U2 — τάση εξόδου των ακροδεκτών της γεννήτριας υπό φορτίο. Jw — ρεύμα συγκόλλησης. Το Rg είναι η συνολική αντίσταση του τμήματος οπλισμού στη γεννήτρια και στις επαφές της βούρτσας.

Επομένως, το εξωτερικό στατικό χαρακτηριστικό μιας τέτοιας γεννήτριας πέφτει ελαφρώς. Για να ληφθεί ένα απότομα μειωμένο εξωτερικό στατικό χαρακτηριστικό στις γεννήτριες συλλεκτών, εφαρμόζεται η αρχή του εσωτερικού απομαγνητισμού της μηχανής, η οποία παρέχεται από το πηνίο απομαγνήτισης του στάτη. Εάν είναι απαραίτητο να ληφθεί ένα άκαμπτο εξωτερικό στατικό χαρακτηριστικό, χρησιμοποιείται μια μαγνητική περιέλιξη στάτορα.

Ανεξάρτητη διεγερμένη γεννήτρια συγκόλλησης με πηνίο απαέρωσης

Ρύζι. 1 Σχηματικό σχέδιο γεννήτριας συγκόλλησης με ανεξάρτητη διέγερση και πηνίο απομαγνητισμού

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα μιας τέτοιας γεννήτριας είναι ότι δύο μαγνητικά πηνία βρίσκονται στους μαγνητικούς πόλους. Το ένα (μαγνήτιση) τροφοδοτείται από μια εξωτερική πηγή ισχύος (ανεξάρτητα διεγερμένη) ενώ η άλλη (απομαγνητίζουσα) χρησιμοποιείται για το ρεύμα συγκόλλησης.

Το πηνίο αφαίρεσης, ενεργώντας ως αντίσταση συνδεδεμένη σε σειρά με το τόξο, παρέχει ένα χαρακτηριστικό πτώσης της γεννήτριας και όταν χωρίζεται, ρυθμίζει το ρεύμα σε βήματα.

Η συμπερίληψη όλων των στροφών του πηνίου απαέρωσης σε λειτουργία δίνει ένα χαμηλό επίπεδο ρεύματος και η συμπερίληψη μέρους των στροφών δίνει ένα υψηλό στάδιο ρεύματος.

Η ομαλή ρύθμιση του ρεύματος συγκόλλησης πραγματοποιείται με αλλαγή της τάσης ανοιχτού κυκλώματος, για την οποία χρησιμοποιείται ο ρεοστάτης R στο κύκλωμα μαγνήτισης πηνίου. Η αύξηση της αντίστασης R οδηγεί σε μείωση του ρεύματος μαγνήτισης, μείωση της ροής μαγνήτισης Fn, της τάσης ανοιχτού κυκλώματος της γεννήτριας και τέλος σε μείωση του ρεύματος συγκόλλησης.

Η γεννήτρια παρέχει ένα εξωτερικό στατικό χαρακτηριστικό πτώσης μόνο όταν περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση, που υποδεικνύεται με ένα βέλος στο περίβλημα. Με τους μετατροπείς συγκόλλησης, είναι απαραίτητο να ελέγξετε τη σωστή φορά περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα πριν από τη συγκόλληση σε ταχύτητα ρελαντί.

Αυτοεκκινούμενη γεννήτρια συγκόλλησης με πηνίο απομαγνητισμού

Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτού του τύπου γεννητριών είναι ότι το πηνίο μαγνητικού πεδίου τροφοδοτείται όχι από μια εξωτερική πηγή, αλλά από την ίδια τη γεννήτρια. Ως εκ τούτου, ονομάζονται αυτοδιεγερμένες γεννήτριες.

Ρύζι. 2. Σχηματικό διάγραμμα και διάταξη του μαγνητικού συστήματος μιας τετραπολικής αυτοδιεγερμένης γεννήτριας

Στις γεννήτριες συλλεκτικής συγκόλλησης, εκτός από τους κύριους πόλους και τα πηνία, υπάρχουν δύο επιπλέον πόλοι, στους οποίους τοποθετείται ένα επιπλέον πηνίο σειράς κατά μήκος της στροφής. Αυτό είναι απαραίτητο για την αντιστάθμιση της μαγνητικής ροής από την αντίδραση οπλισμού και για τη διατήρηση της θέσης ηλεκτρικής ουδετερότητας του μηχανήματος όταν αλλάζει το φορτίο.

Για την κανονική λειτουργία μιας αυτοδιεγερμένης γεννήτριας, είναι απαραίτητο η τάση που εφαρμόζεται στο πηνίο μαγνήτισης να μην μεταβάλλεται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, δηλ. δεν εξαρτάται από τον τρόπο συγκόλλησης. Για το σκοπό αυτό, μια τρίτη πρόσθετη βούρτσα τοποθετείται στη γεννήτρια, η οποία βρίσκεται ανάμεσα στις δύο κύριες βούρτσες.

Η τάση που τροφοδοτεί το πηνίο μαγνήτισης αποδεικνύεται ότι είναι ανεξάρτητη από το ρεύμα συγκόλλησης. Το χαρακτηριστικό πτώσης της γεννήτριας παρέχεται λόγω της απομαγνητιστικής επίδρασης του πηνίου απομαγνήτισης, που εμφανίζεται κάτω από το δεύτερο μισό των πόλων.

Ένα χαρακτηριστικό των αυτοδιεγερμένων γεννητριών συγκόλλησης είναι ότι μπορούν να ξεκινήσουν μόνο όταν ο οπλισμός περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση, που υποδεικνύεται από το βέλος στο ακραίο κάλυμμα του στάτορα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αρχική διέγερση της γεννήτριας κατά την εκκίνησή της οφείλεται στην υπολειπόμενη μαγνήτιση των πόλων.

Όταν ο οπλισμός περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, ένα αντίστροφο ρεύμα θα ρέει στο πηνίο διέγερσης, το οποίο με το αυξανόμενο μαγνητικό του πεδίο σε ένα ορισμένο χρονικό σημείο αντισταθμίζει την υπολειπόμενη μαγνήτιση των πόλων, δηλ. η συνολική μαγνητική ροή κάτω από τους πόλους θα είναι μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση, για να διεγείρετε τη γεννήτρια, είναι απαραίτητο να συνδέσετε προσωρινά το πηνίο μαγνήτισης σε μια ανεξάρτητη πηγή συνεχούς ρεύματος.

Γεννήτριες συγκόλλησης βαλβίδων

Οι γεννήτριες συγκόλλησης αυτού του τύπου εμφανίστηκαν στα μέσα της δεκαετίας του '70 του 20ου αιώνα μετά την ανάπτυξη της παραγωγής βαλβίδων πυριτίου ισχύος. Σε αυτές τις γεννήτριες, η λειτουργία διόρθωσης του ρεύματος αντί του συλλέκτη εκτελείται από έναν ανορθωτή ημιαγωγών, στον οποίο τροφοδοτείται η εναλλασσόμενη τάση της γεννήτριας.

Στις μονάδες συγκόλλησης χρησιμοποιούνται γεννήτριες τριών τύπων κατασκευής εναλλάκτη: επαγωγική, σύγχρονη και ασύγχρονη. Στη Ρωσία, οι συσκευές συγκόλλησης παράγονται με γεννήτριες διέγερσης αυτοδιέγερσης, ανεξάρτητης διέγερσης και μικτής επαγωγής.

Ρύζι. 3. Σχηματικό σχέδιο γεννήτριας βαλβίδας με αυτοδιέγερση

Σε μια γεννήτρια επαγωγών, το πηνίο σταθερού πεδίου τροφοδοτείται με συνεχές ρεύμα, αλλά η μαγνητική ροή που δημιουργείται από αυτό είναι μεταβλητής φύσης. Είναι μέγιστο όταν συμπίπτουν τα δόντια του ρότορα και του στάτορα, όταν η μαγνητική αντίσταση στη διαδρομή ροής είναι ελάχιστη και είναι ελάχιστη όταν συμπίπτουν οι κοιλότητες του ρότορα και του στάτορα, επομένως, το EMF που προκαλείται από αυτή τη ροή είναι επίσης μεταβλητό.

Τρεις περιελίξεις εργασίας με μετατόπιση 120 ° βρίσκονται στον στάτορα, επομένως παράγεται τριφασική εναλλασσόμενη τάση στην έξοδο της γεννήτριας. Το χαρακτηριστικό πτώσης της γεννήτριας προκύπτει λόγω της μεγάλης επαγωγικής αντίστασης της ίδιας της γεννήτριας. Ο ρεοστάτης στο κύκλωμα διέγερσης χρησιμοποιείται για την ομαλή ρύθμιση του ρεύματος συγκόλλησης.

Η απουσία συρόμενων επαφών (μεταξύ των βουρτσών και του συλλέκτη) καθιστά αυτή τη γεννήτρια πιο αξιόπιστη στη λειτουργία. Επιπλέον, έχει μεγαλύτερη απόδοση, μικρότερο βάρος και διαστάσεις από τη γεννήτρια συλλέκτη.

Ρύζι. 4. Σχηματικό διάγραμμα γεννήτριας συγκόλλησης τύπου βαλβίδας τύπου GD-312 με αυτοδιέγερση

Για να εξασφαλιστεί η λειτουργία χωρίς φορτίο, το πηνίο διέγερσης τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή τάσης και για την τροφοδοσία του σε λειτουργία βραχυκυκλώματος από έναν μετασχηματιστή ρεύματος. Στη λειτουργία φορτίου - συγκόλληση - εφαρμόζεται στο πηνίο διέγερσης ένα μικτό σήμα ελέγχου ανάλογο με το μέρος της τάσης εξόδου και ανάλογο με το ρεύμα. Οι γεννήτριες βαλβίδων κατασκευάζονται με την επωνυμία GD-312 και χρησιμοποιούνται για χειροκίνητη συγκόλληση μετάλλων ως μέρος των μπλοκ ADB.

Ρύζι. 5. Σχηματικό διάγραμμα της γεννήτριας συγκόλλησης GD-4006

Στη Ρωσία, παράγονται πολλά σχέδια μονάδων πολλαπλών θέσεων με αριθμό θέσεων από 2x έως 4x. Υπάρχουν γενικές μονάδες στην αγορά για διάφορες μεθόδους συγκόλλησης ή συγκόλλησης και κοπής με πλάσμα. Συγκεκριμένα, η μονάδα ADDU-4001PR.

Ο σχηματισμός μιας τεχνητής μονάδας VSH ADDU-4001PR παρέχεται από μια μονάδα τροφοδοσίας θυρίστορ με έλεγχο μικροεπεξεργαστή. Ευρύτερες τεχνολογικές δυνατότητες παρέχονται με τη χρήση μονάδων ισχύος inverter σε μονάδες, όπως στη μονάδα Vantage 500.